我± 們生(shēng)活在一(yī)個(gè)數(shù)據以前所未有(yǒuσ±)的(de)速度生(shēng)成和(hé)εδ•存儲的(de)世界。據估計(jì),到(dào)2025年(nián),全球數(shù)據量将達到(dào)175澤字節。這(zhè)是(shì)大(dà)量的(de)數(shù<✔)據,我們很(hěn)快(kuài)就(jiù)沒有(y䮥ǒu)辦法存儲所有(yǒu)這(zhè)些(xiē)數(sh✔ε₹ù)據。
&₩♦ ∑nbsp;但(dàn)是(shì),如(rú)果我告訴你(nǐ Ω$)有(yǒu)一(yī)種解決方案可(kě)以将所有 ÷(yǒu)這(zhè)些(xiē)數(shù)據存儲在幾₽₹®克DNA中呢(ne)?這(zhè)種解決方案稱為↔©≥≥(wèi)DNA數(shù)據存儲。
什(shén)麽是(shì)DNA數(shù)據存儲?
DNA數(shù)據存儲是(shì)一(yī)種使用(yòng)生(shē•←β↑ng)命密碼DNA存儲信息的(de)新方法。我們的(de)✘©>DNA由四個(gè)構建塊組成,稱為(wèi)核苷酸:A,C,G和(hé)T。這(zhè)些(xiē)構建塊可(kě)以按特定順序排列,以≠λ 形成攜帶生(shēng)命指令的(de)代碼。
在DNA數(shù)據存儲中,我們獲取數(shù)字信息并将其轉化(h∑↕↕ uà)為(wèi)這(zhè)些(xiē)核苷酸,然後将其存儲在DNA分(fēn)子(zǐ)中。然後,我們可(kě)以在×↕ 需要(yào)時(shí)從(cóng)DNA分(fēn)子(zǐ)中取出信息。這(zhè)種将信息放(fàng)入和(hé<')取出的(de)過程稱為(wèi)“排序”。≈≠這(zhè)與用(yòng)于更多(duō)™♠×"地(dì)了(le)解我們自(zì)己的(∞÷de)DNA的(de)過程相(xiàng)同。
為(wèi)什(shén)麽我們将來(lái)會✔€♣∑(huì)使用(yòng)DNA數(shù)據存儲?
&nbs∞×p;數(shù)字數(shù)據存儲的(de)最大(dà)問(wèn)題之∞"一(yī)是(shì)硬盤驅動器(qì)和(h≤↓±é)磁帶等傳統方法不(bù)會(huì)永遠(yuǎn)持續下(xià)£★↔☆去(qù)。它們會(huì)随著(zhe)時(÷shí)間(jiān)的(de)推移而磨損,這(zhè)意味著(zhe)數( ∏♠∞shù)據可(kě)能(néng)會(huì)丢失或無法讀(dú)取。但(d÷'↑ àn)DNA的(de)壽命要(yào)長(cháng)得(de)多(duō)•β₽€。科(kē)學家(jiā)認為(wèi)DNA可(kě)以持續數(shù)十萬年(nián),使其成為(wè<≤←i)長(cháng)時(shí)間(jiān)存儲重要(yào)信€✔γ息的(de)絕佳選擇。
DNA數(shù)據存儲也(yě)非常密集。隻需一(yī)克DNA,我們就(jiù)可(kě)以存儲數(shù)百TB的(de)數(shù)據。這(zhè)意味著(zh>∑λ→e)互聯網上(shàng)的(de)所有(yǒu)信✘γ×息都(dōu)可(kě)以存儲在一(yī)克DNA中。這(zhè)開(kāi)辟了(le)λ在狹小(xiǎo)空(kōng)間(jiān)中存儲大(dà)♣ ®量數(shù)據的(de)可(kě)能(né£≈ng)性。
& ↑©nbsp;例如(rú),我們可(kě)以使用(yò∞&↓ng)DNA數(shù)據存儲來(lái)保存重要(yào)的(de)曆史和(hé)文λ∏₽(wén)化(huà)文(wén)物(wù)。我們可(kě)以将世 <界上(shàng)所有(yǒu)的(de)知(zhī)識、藝術(sh ∞>↓ù)和(hé)音(yīn)樂(yuè)存儲在一(yī)個(gè)緊湊的(de±™®)形式中,可(kě)以代代相(xiàng)傳。
DNA數(shù)據存儲的(de)另一(yī)個(α©≤gè)用(yòng)途可(kě)能(néng)是(shì)醫(yī)學§™。科(kē)學家(jiā)們正在研究使用(yònΩ€g)DNA數(shù)據存儲來(lái)存儲醫(yī)療記錄,如(rú)基因☆✘$≤組數(shù)據和(hé)個(gè)人(rén)健康記錄。這(z¥&φ↓hè)可(kě)能(néng)會(huì)改變醫(yī)療信息的©(de)存儲、訪問(wèn)和(hé)共享方式。
DNA數(shù)據存儲示例
DNA數(shù)據存儲的(de)最早例子(zǐ)之一(yī)是(shì)在2012年(nián),當時(shí)哈佛大(dà)學的(de)科(kē)學家δ←Ω(jiā)将一(yī)本53,000字的(de)書(shū)“再生(shēng)”轉化(hγ •uà)為(wèi)DNA。然後,他(tā)們能(néng)夠從(có÷¥©ng)DNA分(fēn)子(zǐ)中讀(dú)取信息并重新創建這(zhè)本φ§π₹書(shū)。
β₹¶± DNA數(shù)據存儲的(de)另一(yī)個(gè)例子(zǐ)是(sh✔σ≤ì)科(kē)學研究。2019年(nián),歐洲分(fēn)子(zǐ)∑Ω&<生(shēng)物(wù)學實驗室的(de)科(kē)學家(j₽©¥iā)将整個(gè)人(rén)類基因組轉化<σ↕π(huà)為(wèi)DNA。這(zhè)是(shì)有(yǒu)史以來(lái)存儲在DNA中的(de)最大(dà)數(shù)據。
誰在從(cóng)事(shì)DNA數(shù)據存儲?
&nb≥≠sp;一(yī)些(xiē)公司和(hé)研究機(jī)構正在探索DNA數(shù)據存儲,包括微(wēi)軟,Twist Bioscience和(hé)歐洲分(fēn)子(zǐ)生(shēn≤¶g)物(wù)學實驗室。這(zhè)些(©♥xiē)組織正在努力使DNA中的(de)編碼,讀(dú)取和(hé)存儲信息更好(hε©ǎo),更高(gāo)效。
結論
÷ ✔DNA數(shù)據存儲是(shì)一(yī)種令人(rén)興奮的(de)£"§™新數(shù)據存儲方式,有(yǒu)可(kě)能(néng)改變我們存儲和←(hé)保存信息的(de)方式。憑借其長(cháng)壽命和(♦hé)高(gāo)密度,DNA數(shù)據存儲是(shì)解決傳統數(shù)據存儲方法帶來(lái)•→♥✘的(de)挑戰的(de)有(yǒu)前途的(de)解決方π案。
&nb≥£☆βsp;然而,DNA數(shù)據存儲仍處于發展的(de)早期階段。仍有(yǒu)一(yī)些(x§∑φ♥iē)挑戰需要(yào)克服,例如(rú)使測序更實惠、更高γβ£(gāo)效,以及改進糾錯(cuò)方法。
盡管存在這(zhè)些(xiē)挑戰,但(dàn)我認為(w☆®•èi)DNA數(shù)據存儲的(de)未來(lái)是(shì)光(guā✔™↓₹ng)明(míng)的(de)。随著(zhe)測序 ≥∞↑技(jì)術(shù)的(de)快(kuài)速發展以及公司和♥>π(hé)研究機(jī)構的(de)投資,我相(xiàng)信在不♦₹♠∞(bù)久的(de)将來(lái),我們将看(kàn)到(d§∞±ào)DNA數(shù)據存儲成為(wèi)數(shù)據存儲行(xíng)業(yè∞ ≈)的(de)主要(yào)參與者。
來(lái)源 | 啓辰無限科(kē)技(jì)
編輯 | Cherry